Исследование свойств лечебно-профилактического напитка на основе биологически активных компонентов молока и фруктового сока Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ

УДК 663.6:663.813:637.12 DOI: 10.24411/2072-9650-2020-10006

Исследование свойств лечебно-профилактического напитка на основе биологически активных компонентов молока и фруктового сока

Е.С. Романенко*, канд. с.-х. наук; ЕА. Сосюра, канд. техн. наук; НА. Есаулко, канд. с.-х. наук; М.В. Селиванова, канд. с.-х. наук; Т. С. Айсанов, канд. с.-х. наук; В. Е. Мильтюсов, канд. техн. наук; В. В. Гаврилюк, канд. техн. наук; М. С. Герман

Ставропольский государственный аграрный университет, г. Ставрополь

Дата поступления в редакцию 14.11.2019 'elena_r65@mail.ru

Дата принятия в печать 20.03.2020 © Романенко Е.С, Сосюра Е.А., Есаулко Н.А, Селиванова М.В., Айсанов Т.С,

Мильтюсов В.Е., Гаврилюк В.В., Герман М. С, 2020

Реферат

В зависимости от вида используемого сырья можно добиться совершенно новых интересных вкусовых и качественных характеристик напитка. Так, в настоящее время все больший интерес проявляется к функциональным напиткам. Цель работы - получение функциональных напитков на основе сывороточно-полисахаридной фракции (СПФ) молока, яблочного и апельсинового соков. Научные исследования проводили на базе Ставропольского государственного аграрного университета (Ставропольский край, г. Ставрополь), в учебно-научной лаборатории технологии виноделия и продуктов питания из растительного сырья. Установлена марка пектина, необходимого для получения сывороточно-полисахаридной фракции для напитков. При производстве разработанного напитка необходимо использовать сывороточно-полисахаридную фракцию с пектином марки CJ 204. Для производства взбитых коктейлей в сети общественного питания используют СПФ, полученную пектином марки AM 201. Установлено соотношение компонентов при производстве напитка на основе СПФ и фруктового сиропа. Анализ динамики расслоения взбитой смеси показывает, что для производства взбитых коктейлей необходим следующий компонентный состав: сывороточно-полисахаридная фракция, полученная пектином марки AM 201 в количестве 88%, сироп фруктовый должен быть в количестве 12%. Время взбивания - 60 с. Установлено влияние многофакторной системы компонентов на ор-ганолептические и физико-химические показатели напитка. Определен их состав: СПФ в количестве 70%, фруктовый сок в количестве 30%, сахароза содержится в количестве 6%. При таком количестве сока массовая доля сухих веществ СПФ в 100 г напитка составляет около 4,5 г, что соответствует медико-биологическим рекомендациям.

Ключевые слова

безалкогольные напитки; молоко; сахароза; сывороточно-полисахаридная фракция; фруктовый сироп; фруктовый сок; функциональный напиток. цитирование

Романенко Е. С, Сосюра Е.А, Есаулко Н.А, Селиванова М.В, Айсанов Т. С, Мильтюсов В.Е, Гаврилюк В.В, Герман М. С. (2020) Исследование свойств лечебно-профилактического напитка на основе биологически активных компонентов молока и фруктового сока //Пиво и напитки. 2020. № 1. С. 39-43.

Study of the Properties of Therapeutic and Prophylactic Drink Based on Biologically Active Components of Milk and Fruit Juices

E.S. Romanenko*, Candidate of Technical Science; EA. Sosyura, Candidate of Technical Science; NA. Esaulko, Candidate of Agricultural Science; M.V. Selivanova, Candidate of Agricultural Science; T.S. Aysanov, Candidate of Agricultural Science; V.E. Mil'tjusov, Candidate of Technical Science; V.V.Gavrilyuk, Candidate of Technical Science; M.S. German Stavropol State Agrarian University, Stavropol

Received: November 14,2019 'elena_r65@mail.ru

Accepted: March 20,2020 © Romanenko E.S., Sosyura E.A., Esaulko N.A, Selivanova M. V, Aysanov T.S,

Mil'tjusov V. E, Gavrilyuk V.V., German M.S, 2020

Abstract

Depending on the type of raw material used, you can achieve a completely new interesting taste and quality characteristics of the drink. So now more and more interest is shown to functional drinks. The purpose of the work is to obtain functional beverages based on the whey-polysaccharide fraction of milk, apple and orange juice. Scientific research was carried out on the basis of the Stavropol State Agrarian University (Stavropol territory, Stavropol), in the educational and scientific laboratory of technology of winemaking and food from plant raw materials. The brand of pectin necessary for obtaining the

1•2020

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

1 сырье и МАТЕРИАЛЬЬ1^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

| whey-poLysaccharide fraction for beverages was established. In the production of the developed drink, it is necessary to use a whey-polysaccharide fraction with pectin of the CJ 204 brand. For the production of whipped cocktails in the catering network uses SPF obtained by pectin brand AM 201. The ratio of components in the production of a drink based on SPF and fruit syrup was established. Analysis of the dynamics of stratification of the whipped mixture shows that for the production of whipped cocktails, the following component composition is required: the whey-polysaccharide fraction obtained with pectin AM 201 in an amount of 88%, the fruit syrup should be in an amount of 12%. Whipping time - 60 seconds. The influence of the multi-factor system of components on the organoleptic and physico-chemical parameters of the drink was established. Their composition was determined: SPF in an amount of 70%, fruit juice in an amount of 30%, sucrose is contained in an amount of 6%. With this amount of juice, the mass fraction of SPF solids in 100 g of the drink is about 4.5 g, which corresponds to the medical and biological recommendations.

Keywords

nonalcoholic beverage; milk; sucrose; whey-polysaccharide fraction; fruit syrup; fruit juice; functional beverage. Citation

Romanenko E.S., Sosyura E.A., Esaulko N.A, Selivanova M. V, Aysanov T.S., Mil'tjusov V E, Gavrilyuk V V, German M.S. (2020) Study of the Properties of Therapeutic and Prophylactic Drink Based on Biologically Active Components of Milk and Fruit Juices // Beer and Beverages = Pivo i Napitki. 2020. No. 1. P. 39-43.

Введение. Неблагоприятные факторы внешней среды оказывают существенное влияние на организм человека. Укрепление здоровья населения может происходить путем включения в рацион продуктов питания, обладающих выраженным профилактическим и лечебным воздействием. Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России поставлена задача создания продуктов функциональной направленности с целью укрепления здоровья и снижения воздействия факторов окружающей среды на организм.

Использование сывороточно-полисахаридной фракции (СПФ), полученной из молока с применением пектина — перспективное направление в разработке напитков на основе молочного сырья [1]. В многочисленных экспериментах была доказана специфическая медико-биологическая активность СПФ молока и продуктов на ее основе.

Цель исследования заключалась в получении функциональных

напитков на основе сывороточно-полисахаридной фракции молока, яблочного и апельсинового соков.

Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследований использовали сывороточно-полисахаридную фракцию, полученную при фракционировании обезжиренного молока пектинами марок АМ 201 и CJ 204, яблочный и апельсиновый соки прямого отжима и восстановленные, и сироп фруктовый.

При выполнении экспериментальной части работы химический состав, физико-химические и микробиологические показатели объектов исследования определяли с использованием общепринятых и стандартных методик [2].

В соответствии с поставленными задачами при исследовании показателей, характеризирующих качество продукта, определяли титруемую кислотность, активную кислотность, массовую долю общего и небелкового азота, температуру, наличие тяжелых металлов в продуктах, пенообразующую способность, уровень расслоения взбитой

смеси. Органолептический анализ проводили методом слепой дегустации [3].

Результаты и их обсуждение. В исследованиях использовали пектины марок АМ 201 и CJ 204. Обе марки соответствуют требованиям Сан-Пин 2.3.2.1293-03. При разработке компонентного состава напитка использовали медико-биологические рекомендации, физико-химическую стабильность продукта, микробиологическую стабильность, органо-лептическую характеристику [4].

Медико-биологические рекомендации потребления сывороточно-полисахаридной фракции составляют 4-6 г сухих веществ в день. Кинетика изменения сухих веществ СПФ смеси в зависимости от массовой доли вносимого фруктового сока отражена на рис. 1.

Внесение фруктового сока в смесь способствовало увеличению общей массовой доли сухих веществ. С учетом медико-биологических рекомендаций применения СПФ, оптимум внесения сока в смесь — 30-70%. В этом случае массовая доля сухих веществ СПФ составляет 4,55-1,95%, что соответствует рекомендациям медицины. На этом основании смеси с содержанием сока 10 и 90% в дальнейшем не исследовали.

В следующей серии экспериментов изучали стойкость рецептурных смесей при различном компонентном составе. Результаты представлены на рис. 2.

Рецептурные смеси с массовой долей сока прямого отжима 30, 50 и 70% обладают значительной стабильностью [5]. За время наблюдения в течение 8 ч уровень расслоения смеси с 30, 50 и 70 % сока составил соответственно 11, 6 и 5%. Аналогичные исследования смесей с восстановленным соком показа-

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

1•2020

12 Т

0 Н-1-1-1-1-1-1-1-

1 2 3 4 5 6 7 8

Время наблюдения, ч

■ 30 % сока I 50 % сока ■ 70 % сока

Рис. 2. Расслоение рецептурных смесей с различной массовой долей сока прямого отжима при хранении

60 т

1 2 3 4 5 6 7 8

Продолжительность хранения, сут ■ 70 % сока ■ 50 % сока ■ 30 % сока

Рис. 3. Изменение титруемой кислотности пастеризованных рецептурных смесей при хранении

Время наблюдения, мин ■ 2 % сахарозы ▲ 6 % сахарозы ♦ 10 % сахарозы

Рис. 4. Влияние массовой доли вносимой сахарозы на динамику расслоения взбитой СПФ, приготовленной пектином марки АМ 201

ли, что смесь, содержащая 30, 50 и 70% сока за время наблюдения не расслаивалась и была стабильной в течение всего времени наблюдения. На рис. 3 представлены результаты

исследования пастеризованной смеси.

Смеси с массовой долей сока 30, 50 и 70 % стабильны. Титруемая кислотность при хранении в тече-

и МАТЕРИАЛЫ

ние 8 сут растет незначительно на 3, 1 и 2 °Т соответственно.

Таким образом, проведенные исследования показали, что рецептурные смеси с содержанием сока 30, 50 и 70% и имеющие уровень активной кислотности соответственно рН 4,8, 4,4 и 3,9, оптимальны. Объясняется это тем, что при данных значениях рН в СПФ проявляется наибольшая стабилизирующая способность.

Для микробиологической стабильности свежеприготовленного напитка, предназначенного для употребления на месте приготовления, содержание сока должно составлять 30-70 % [6]. При этом количестве сока смесь стабильна в течение 1 ч. Пастеризованные смеси показали микробиологическую стабильность в течение 8 сут наблюдения.

С целью улучшения органолеп-тических показателей смесей вносили сахарозу. Были составлены и изучены образцы СПФ с массовой долей сахарозы 2-10%. Было установлено, что добавление малых количеств сахарозы не влияет на физико-химическую стабильность смесей.

Один из показателей, характеризующих стабильность системы, — устойчивость пены после взбивания системы. Поэтому для подтверждения правильности полученных результатов, а также с целью расширения использования напитка в качестве взбитого коктейля изучали пенообразующие свойства смесей. Влияние массовой доли вносимой сахарозы на динамику расслоения взбитой смеси «СПФ — сахар» представлено на рис. 4-6.

СПФ, полученная пектином АМ 201, обладает более высокой пено-образующей способностью. Кроме того, пена стабильнее, чем у СПФ, полученной пектином CJ 204. Вероятно, это связано с более высокой степенью этерификации пектина АМ 201 (73±3%), чем пектина CJ 204 (60 ± 3%). Пектины с большей степенью этерификации имеют лучшие пенообразующие свойства [7]. На этом основании для дальнейших исследований использовали СПФ с пектином АМ 201.

Исследовали влияние внесения фруктового сиропа в смесь взамен сахарозы. Результаты экспериментов представлены на рис. 6.

1•2020

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

=50 z

^■45

Ii 40

I 35

CS

й 30

(U

Ü 25

1 20

I 15

CQ

10

I 5

ä 0

10

40

15 20 25 30 35 Время наблюдения, мин 2 % сахарозы А 6 % сахарозы ♦10 % сахарозы

Рис. 5. Влияние массовой доли вносимой сахарозы на динамику расслоения взбитой СПФ, приготовленной пектином марки О 204

45

50

0

Время наблюдения, мин I 4 % сахарозы А 12 % сахарозы ♦ 20 % сахарозы

Рис. 6. Влияние массовой доли сиропа на динамику расслоения взбитой СПФ

Сладость Гармоничность --'"'''/^iV^---"" / -4/К '"^N4 ""/■-■"'' 3-к \ --i --- f " \ X \ L0:f;Cb/i Послевкусие

Интенсивность Кислотность

- 3 % Терпкость сахарозы — 6 % сахарозы — - 9 % сахарозы

Рис. 7. Оптимальный профиль вкуса напитка (с массовой долей сока 30%)

Установлено, что смеси, содержащие 4-12 % сиропа, довольно стабильны. Первые признаки расслоения заметны через 60 с. Уровень отслоившейся жидкости со-

ставляет 4 и 3%, соответственно. На основании вышеизложенного можно утверждать, что возможно замещение сахарозы фруктовым сиропом, что дополнительно обо-

гащает систему за счет содержащегося в нем фруктового сока.

На основе результатов исследования установлен следующий компонентный состав для производства взбитых коктейлей: сывороточно-полисахаридная фракция, содержащая пектин марки АМ 201 — 88%, сироп фруктовый — 12 %, время взбивания смеси — 60 с. При таком соотношении компонентов в СПФ с сиропом вносится 6% фруктового сока.

Была проведена органолепти-ческая оценка полученных смесей. Результаты органолептического анализа группировали по следующим критериям: по содержанию сахарозы (3 категории: 3, 6 и 9%); по содержанию фруктового сока (30, 50 и 70%). Оптимальный профиль вкуса отражен на рис. 7.

Результаты органолептической оценки:

• органолептическое качество в большей мере зависит от массовой доли фруктового сока в смеси. Наилучший результат показали смеси с массовой долей сока 30%. При таком количестве сока массовая доля сухих веществ СПФ в 100 г напитка составляет около 4,5 г. Состав смеси «СПФ + сок» 70 : 30 оптимален с медико-биологической точки зрения, при таком соотношении компонентов 100 г напитка обладают лечебными и профилактическими свойствами;

• оценка по критерию содержания массовой доли сахарозы показала, что смеси, в которых сахарозы содержится 6 %, обладают гармоничным вкусом. Показатели, характеризующие профиль вкуса, расположены в верхней части профиллограммы. Выводы. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена гипотеза о возможности создания функциональных напитков на основе сывороточно-полисахаридной фракции молока и фруктовых соков. Установлено оптимальное соотношение СПФ и сока, основанное на медико-биологических рекомендациях, физико-химической и микробиологической стабильности напитка. Исследовано влияние соотношения сывороточно-полисахаридной фракции, фруктового сиропа, сахарозы на пенообразующие свойства

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

1•2020

'СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ

смесей. Установлена марка пектина, необходимого для получения сывороточно-полисахаридной фракции для напитков. При производстве разработанного напитка необходимо использовать сывороточно-полисахаридную фракцию с пектином марки CJ 204. Для производства взбитых коктейлей в сети общественного питания используется СПФ, полученная пектином марки AM 201. Установлено соотношение компонентов при производстве напитка на основе СПФ и фруктового сиропа. Анализ динамики расслоения взбитой смеси показывает, для производства взбитых коктейлей необходим следующий компонентный состав: сывороточно-полисахаридная фракция, полученная пектином марки AM 201 — 88%, сироп фруктовый — 12 %. Время взбивания — 60 с. Установлено влияние многофакторной системы компонентов на органолептические и физико-химические показатели напитка. Определен их состав: СПФ — 70%, фруктовый сок — 30%, сахароза — 6 %. При таком количестве сока массовая доля сухих веществ СПФ в 100 г напитка составляет около 4,5 г, что соответствует медико-биологическим рекомендациям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лодыгин, А. Д. Технологии напитков на основе молочной сыворотки: современное состояние и перспективы совершенствования / А. Д. Лодыгин, Е. И. Верба. А. Г. Варданян // Современные направления переработки сыворотки: сборник материалов международного научно-практического семинара. — М.: Образовательный научно-технический центр молочной промышленности, 2006. — С. 86-88.

2. ГОСТ Р 52184-2003. Консервы. Соки фруктовые прямого отжима. Технические условия. — Введ. 2005-01-01. — М.: Стандатинформ, 2006. — 6 с.

3. Сосюра, Е. А. Автоматизация и энергосбережение технологического процесса производства напитков функционального назначения / Е. А. Сосюра, Т. И. Гу-гучкина, Б. В. Бурцев, В. М. Жиров, О. П. Преснякова // Виноделие и виноградарство. — 2014. — № 1. — С. 13-16.

4. ГОСТ Р 51917-2002. Продукты молочные и молокосодержащие. Термины и определения. — Введ. 2003-07-01. — М.: Госстандарт России, 2002. — 74 с.

5. Иванова, Т.Н. Плодоовощные нектары — сырье для изготовления молочных напитков / Т. Н. Иванова, О. В. Мартынова // Хранение и переработка сельхозсы-рья. — 2007. — № 4. — С. 15.

6. Сосюра, Е. А. Виды напитков функционального назначения / Е. А. Сосюра, О. А. Богомолова // Применение современных ресурсосберегающих инновационных технологий в АПК: сборник научных трудов. — Ставрополь: ФГБОУ ВО СтГАУ, 2013. — С. 218-221.

7. Зобкова, З. С. Использование функциональных пищевых ингредиентов творожной сыворотки / З. С. Зобкова, С. А. Щербакова // Молочная промышленность. — 2007. — № 4. — С. 54.

REFERENCES

1. Lodygin AD, Verba EI, Vardanyan AG. Tekhnologii napitkov na osnove moloch-noi syvorotki: sovremennoe sostoyanie i perspektivy sovershenstvovaniya [Technologies of drinks based on whey: current status and prospects for improvement]. Sovremennye napravleniya pererabotki syvorotki: sbornik materialov mezhdun-arodnogo nauchno-prakticheskogo seminara [Modern areas of whey processing: a collection of materials of an international scientific and practical seminar. Educational scientific and technical center of

the dairy industry]. Moscow: NOU; 2006. p. 86-88. (In Russ.)

2. GOST 52184-2003. Konservy. Soki fruk-tovye pryamogo otzhima. Tekhnicheskie usloviya [State Standard 52184-2003. Canned food. Directly squeezed fruit juices. Technical conditions]. Moscow: Standartinform; 2006. 6 p.

3. Sosyura ЕА, Guguchkina TI, Burcev BV, [et al.]. Avtomatizatsiya i energosberezhenie tekhnologicheskogo protsessa proizvod-stva napitkov funktsional»nogo naznach-eniya [Automation and energy saving of the technological process for the production of functional beverages]. Vinodelie i vinogradarstvo [Wine-making and viticulture]. 2014;1:13-16. (In Russ.)

4. GOST 51917-2002. Produkty molochnye i molokosoderzhashchie. Terminy i opre-deleniya [State Standard 51917-2002. Dairy and milk-containing products. Terms and Definitions]. Moscow: Stan-dartinform; 2002. 74 p.

5. Ivanova TN, Martynova OV. Plodoovoshch-nye nektary — syr'e dlya izgotovleniya molochnykh napitkov [Fruit and vegetable nectars-raw materials for making milk drinks]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya [Storage and processing of agricultural raw materials]. 2007;4:15. (In Russ.)

6. Sosyura EA, Bogomolova OA. Vidy napitkov funktsional'nogo naznacheniya [Types of functional drinks]. Primenenie sovre-mennykh resursosberegayushchikh inno-vatsionnykh tekhnologii v APK: sbornik nauchnykh trudov [Application of modern resource-saving innovative technologies in the agricultural sector: Proceedings collection]. Stavropol': StGAU; 2013. p. 218-221. (In Russ.)

7. Zobkova ZS, Shherbakova SA. Ispol'zovanie funktsional'nykh pishchevykh ingredi-entov tvorozhnoi syvorotki [Use of functional food ingredients of curd whey]. Molochnaya promyshlennost' [Dairy industry]. 2007;4:54. (In Russ.) &

Авторы

Романенко Елена Семеновна, канд. с.-х. наук, доцент; Сосюра Елена Алексеевна, канд. техн. наук; Есаулко Наталия Александровна, канд. с.-х. наук, доцент; Селиванова Мария Владимировна, канд. с.-х. наук, доцент; Айсанов Тимур Солтанович, канд. с.-х. наук; Мильтюсов Владимир Евгеньевич, канд. техн. наук; Гаврилюк Владимир Витальевич, канд. техн. наук; Герман Мария Сергеевна

Ставропольский государственный аграрный университет, 355017, Россия, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, elena_r65@mail.ru, esaulko70@mail.ru, seliwanowa86@mail.ru, aysanov_timur@mail.ru, masha.german.93@mail.ru, vinopivo@mail.ru

Authors

Elena S. Romanenko, Candidate of Technical Science, Associate Professor;

Elena A. Sosyura, Candidate of Technical Science;

Nataliya A. Esaulko, Candidate of Agricultural Science, Associate Professor;

Mariya VSelivanova, Candidate of Agricultural Science, Associate Professor;

Timur S. Aysanov, Candidate of Agricultural Science;

Vladimir E. Mil'tjusov, Candidate of Technical Science;

Vladimir V. Gavrilyuk, Candidate of Technical Science;

Mariya S. German

Stavropol State Agrarian University, 12, Zootehnicheskij per., Stavropol, 355017 Russia, elena_r65@mail.ru, esaulko70@mail.ru, seliwanowa86@mail.ru, aysanov_timur@mail.ru, masha.german.93@mail.ru, vinopivo@mail.ru

1•202Ü

ПИВО и НАПИТКИ I BEER and BEVERAGES